Ciencias de la Tierra (plan 2011) 2022-2

Obligatorias de Orientación, Radiación Solar y Terrestre

Radiación Solar y Terrestre

FORMATO: Virtual en un principio

HORARIO: Martes y Jueves, 9:00 - 10:30 am.

PRIMERA REUNIÓN: Jueves 3 de Febrero 2022, a las 9:00 am via Zoom (https://cuaed-unam.zoom.us/j/4643133085)

CONSULTAS: grutter@unam.mx

OBJETIVO:

Proporcionar conocimientos sobre de los flujos de radiación y su interacción con la atmósfera, así como de la emisión térmica de la superficie planetaria y sus implicaciones en el balance energético.

TEMARIO:

1.Energía radiante: conceptos y definiciones

1.1.Introducción (Relevancia: clima y estado del tiempo, balance energético, su uso para la percepción remota. La atmósfera terrestre: presión, temperatura, humedad, composición y unidades)

1.2.El Sol como fuente de radiación (Descripción del Sol: su estructura, composición, potencia energética y flujo. Relación astronómica Sol-Tierra: trayectoria, distancia, declinación solar y ecuación del tiempo)

1.3.Propiedades de la radiación (radiación electromagnética, campos eléctricos y magnéticos, frecuencia y velocidad de la luz, polarización, efectos de Doppler, el espectro, energía, flujo, intensidad, distribucion angular, ángulo sólido, cantidades radiometricas y sus unidades, insolación global, regional y estacional)

1.4.Conceptos relevantes de la óptica (Dispersión por prismas, dispersión por mallas, reflección y refracción, constante dieléctrica, aplicaciones: arcoiris, los halos)

1.5.Superficies naturales (Albedo: definición, ejemplos. Absorbancia y reflectividad: cuerpos grises, distribucion angular: specular vs Lambertian, aplicaciones)

2.Introducción a la transferencia de radiación

2.1.Emisión térmica (definicion del Cuerpo Negro, leyes Plank, Wien, Stefan-Boltzmann, del Sol, Tierra, Luna)

2.2.Emisividad (equilibrio termodinamico, Leyes de Kirchhoff, temperatura de brillantez)

2.3.Transmisión atmosférica (Espesor óptico, ecuación de Schwarzschield, balance radiativo)

2.4.Teoría de la transferencia (Modelo radiativo simple de una capa y varias capas, enfriamiento, imágenes satelitales en el IR).

3.Absorción de radiación por gases

3.1.Transiciones electrónicas, vibracionales y rotacionales.

3.2.Ensanchamiento de las lineas (por presión, por efecto Dopper. El perfil Voigt)

3.3.La equación de Beer-Lambert

3.4.Absorcion atmosférica en el UV (procesos de disociación, reacciones, fotoquimicas, producción de ozono, etc)

3.5.Absorcion atmosférica en el VIS/IR (gases de efecto invernadero, forzamientos, potencial de calentamiento)

4.Esparcimiento por partículas

4.1.particulas atmosféricas y su morfología

4.2.Dispersión elástica (Raleigh, Mie, Geométrica, distribución angular de la luz dispersada, dispersión multiple, SSA: single sacttering albedo)

4.2.1.Dispersión Raleigh (cielo azul y polarización, coefecientes de atenuación Raleigh en funcion de lambda)

4.2.2.Teooría de Lorenz-Mie (turbiedad y visibilidad)

4.2.3.Dispersión de aerosoles no esféricos

4.2.4.Dispersión por cristales de hielo

4.3.Ejercicio de transmisión y emisión

5.Métodos experimentales en óptica atmosférica

5.1.Fotometría

5.2.Actinometría

5.3.Espectrofotometría

5.4.Solarimetría

5.4.1.fundamentos

5.4.2.radiación directa, difusa y global

Bibliografía

-A First Course In Atmospheric Radiation, G.W. Petty, Sundog Publishing, 2^nd. Edition (2006).

-Atmospheric Radiation, Theoretical basis, R.M. Goody and Y.L. Yung. 2^nd. Edition. Oxford University Press (1989).

-An Introduction to Atmospheric Radiation, N.K. Liou. Academic Press, 2^nd Edition. (2002).

-An Introduction to Solar Radiation. M. Iqubal. Academic Press (1983).

Método de evaluación: tareas y exámenes parciales.